MONDI PERDUTI -Siluriano: la conquista delle terre emerse
di Antonella Cinzia Marra
La quinta puntata del viaggio nell'evoluzione della vita sulla Terra è dedicata al Siluriano. E' in questo periodo che la vita colonizza la terraferma. Piante e Artropodi escono dalle acque per cominciare a vivere in un ambiente che può offrire loro nuove opportunità e nuovi spazi. Il primissimo sbarco di microrganismi e piante è probabilmente anteriore al Siluriano, ma le evidenze fossili non sono state trovate.
Il Siluriano comprende un intervallo di tempo che va da 435 a 395 milioni di anni fa e segna la conquista delle terre emerse da parte della vita. Le terre emerse erano state piuttosto inospitali ma il lento raffreddamento della crosta e il procedere dell'erosione avevano lentamente creato diversi ambienti adatti alla vita. Mentre nelle acque degli oceani la vita era diversificata e nascevano i primi vertebrati, nell'ambiente subaereo non c'erano nè piante nè animali. Forse qualche microrganismo si era avventurato ed aveva colonizzato anche qualche ambiente estremo.
Il passaggio da una vita subaerea ad una vita subacquea richiedeva alcuni adattamenti. L'acqua, infatti, non crea problemi di disidratazione, offre sostegno, veicola particelle alimentari, inoltre dà la possibilità di fecondazione esterna delle cellule uovo. In ambiente subaereo, invece, sono necessari opportuni accorgimenti perchè nè il corpo nè le uova perdano i loro liquidi interni, manca il sostegno offerto dall'acqua, la fecondazione deve avvenire all'interno di appositi ricettacoli all'interno del corpo. Il passaggio era dunque difficoltoso, però la posta in gioco era alta: ambienti nuovi, grande disponibilità di luce, anidride carbonica, ossigeno ed ecosistemi.
Nei mari, però, le truppe di sbarco erano sempre più pronte: erano presenti alghe dotate di cuticola esterna ed animali con parti dure nel corpo che, con le opportune modificazioni avrebbero potuto sostenere il corpo fuori dall'acqua.
Esploriamo dunque, tappa dopo tappa, protagonista dopo protagonista l'impostarsi del primo ecosistema terrestre. I rapporti trofici erano piuttosto semplici con le piante al primo anello della catena alimentare, mangiate dai primi erbivori terrestri, a loro predati dai primi temibili cacciatori.
Miniforeste di muschio
Lasciando da parte l'arrivo dei microrganismi, riguardo a cui non esistono documenti paleontologici, furono le alghe a fare capolino per prime sulla terra emersa. Lo spunto era offerto dalle rive dei mari, un ambiente difficile per il rischio di disseccamento durante la bassa marea. E' facilmente ipotizzabile che le alghe svilupparono una cuticola per potere resistere fuori dall'acqua durante la bassa marea. Il vantaggio era innegabile: luce e anidride carbonica in abbondanza e nessun erbivoro nei paraggi.
Il passo successivo del mondo vegetale fu rappresentato dal muschio, ancora legato all'acqua, ma già svincolato dall'ambiente marino. Il muschio non risolveva ancora il problema di un adeguato sostegno, infatti i singoli filamenti sono piuttosto flessibili e delicati e si sostengono l'un l'altro, ed era abbastanza dipendente dalla necessità di un ambiente umido per evitare il disseccamento e per la riproduzione. Oggi possiamo osservare che ciascun filamento di muschio produce una cellula uovo, che deve essere fecondata dalle cellule maschili, che raggiungono la cellula femminile viaggiando nell'acqua (generazione sessuata). Avvenuta la fecondazione, cresce un pedicello che porta alla sua estremità una capsula piena di spore (generazione asessuata) che, liberate nell'aria, potranno raggiungere luoghi dove attecchire, dando un filamento capace di produrre cellule sessuali e riprendere dunque il ciclo.
I tappeti di muschio rappresentarono le prime foreste, ma ben presto comparvero altre piante, via via più adattate all'ambiente terrrestre. Gli accorgimenti furono abbastanza semplici, ma importantissimi: maggiore rigidità e resistenza alla disidratazione, ottenuta con ispessimenti legnosi delle cellule delle pareti esterne; assorbimento di acqua e sali minerali dal suolo, grazie a radici diramate; ampie superfici per assorbire luce e anidride carbonica, offerte dallo sviluppo di foglie; buona distribuzione dei liquidi e delle sostanze nutritive assicurata da un sistema di trasporto canalizzato. A partire dal muschio, nei 100 milioni di anni successivi le piante furono in grado di diversificarsi notevolmente e di costituire intere foreste di imponenti alberi.
Intanto, però, nel Siluriano le distese di muschio ed equiseti offrivano una buona accoglienza per i primi Artropodi erbivori terricoli.
Millepiedi di terra
Che i millepiedi siano tipici animali dell'ambiente subaereo sembra innegabile ed in realtà sono i primi arrivati. Nel Siluriano le piccole foreste di muschio ospitavano i millepiedi, adattatisi a questo nuovo ambiente. Dal mare, 400 milioni di anni fa, questi Artropodi Miriapodi si erano avventurati sulle terre emerse adeguando il proprio corpo alle nuove condizioni.
Il corpo di un millepiedi è suddiviso in segmenti fusi a due a due, ciascuno dotato di due paia di zampe, che in totale non sono mille, ma poche decine; il capo somiglia a quello degli insetti.
Questi animali disponevano già di uno scheletro esterno che aveva bisogno di pochi adattamenti per sostenere il corpo nel nuovo ambiente. La respirazione offriva qualche problema, infatti le branchie non erano funzionali in aria. Il rimedio adottato fu abbastanza semplice ed è tuttora funzionante, infatti consiste in una serie di canali molto ramificati e progressivamente sempre più piccoli, capaci di portare l'ossigeno fin nelle cellule. Ogni canale principale si apre all'esterno con un poro.
L'altro problema che si poneva era legato alla riproduzione. Negli antenati marini il maschio fecondava le cellule-uovo dopo la deposizione della femmina, ma questo si rendeva impossibile all'aria aperta. La soluzione fu una sacca nel corpo della femmina, in cui le cellule germinali femminili potevano giacere in attesa dello sperma maschile. Il maschio, attratto da segnali chimici della femmina, servendosi di un paio di zampette, poneva un pacchetto di sperma nella cavità femminile. Era un abbraccio sinuoso senza penetrazione, per consentire alle uova di non disperdersi e di non essiccarsi prima di essere deposte nel luogo adatto. Ancora oggi i millepiedi si riproducono così.
Mentre i millepiedi brucavano le prime piante terrestri, i primi predatori capaci di vivere nell'aria erano pronti a cibarsi di loro.
Scorpioni cacciatori
I primi predatori ad affacciarsi sulle terre emerse furono gli scorpioni. Aracnidi, come i ragni e le zecche, sono ancora oggi abbastanza temuti per la loro puntura velenosa. Nel pioniere sistema trofico subaereo del Siluriano, ricoprivano un ruolo al vertice. Erano i temuti predatori che si cibavano dei primi erbovori.
Il corpo era diviso in cefalotorace (capo e torace), con quattro paia di zampe, e addome, senza zampe. Il capo era dotato di cheliceri, appendici per prendere il cibo.
Anche gli scorpioni avevano adattato il loro esoscheletro ed il loro sistema respiratorio alle esigenze del nuovo ambiente in cui si trovavano. Le branchie vennero ospitate in una introflessione dell'addome, sotto forma di tante lamelle sovrapposte. L'aria veniva pompata da un muscolo, in modo da rifornire di ossigeno i vasi sanguigni delle lamelle.
Nella riproduzione, i problemi erano analoghi a quelli delle prede e la soluzione fu la stessa: il maschio depositava un pacchetto di sperma nell'orificio della femmina. Ma un'aggravante c'era: erano dei predatori e l'abbraccio poteva essere mortale. Sotto la spinta di "addolcire" il partner, nacque il primo corteggiamento. I due scorpioni avevano, come succede nelle specie attuali, la necessità di dimostrare attraverso una serie di movimenti rituali la non-aggressività e la disponibilità all'accoppiamento. In una sorta di danza che comincia come un minuetto in cui i due partners si tengono stretti per una chela, si arriva all'abbraccio in cui il maschio può deporre il suo sperma.
Gli scorpioni furono seguiti dai Ragni, arrivati in uno "sbarco" successivo. I primi ragni probabilmente non tessevano tele, semplicemente perchè non esistevano ancora gli insetti volanti. Forse avevano la capacità di tessere un filamento per altri scopi e questa attitudine si rivelerà in seguito vincente. Tra i sottili muschi, ragni e scorpioni tendevano i loro agguati.
La Terra ora conosceva il fuscìo delle primitive fronde, il verde della clorofilla, l'abbraccio dei millepiedi e le danze degli scorpioni. Più tardi si sarebbero affacciati alla terraferma anche i vertebrati, mentre nei mari non mancavano le novità.
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